Hong Kong Polytechnic University (PolyU) araştırmacıları, tıp, 'akıllı' tekstiller gibi çeşitli kullanımlara sahip giyilebilir elektronikler için daha kararlı, daha uzun ömürlü ve daha güvenli bir güç kaynağı sağlayan oldukça esnek ve yüksek enerjili bir tekstil lityum pil geliştirdi. Akıllı telefonlar, GPS ve IoT.
Profesör Zheng Zijian, çok esnek, yüksek enerjili tekstil lityum pilin geliştirilmesinde PolyU'daki "Tekstil ve Giyim Enstitüsü" araştırma ekibine liderlik ediyor. Resim: PolyU
PolyU'nun yeni, hafif tekstil lityum pili 450 Wh / L'den fazla yüksek enerji yoğunluğuna ve mükemmel esnekliğe sahiptir - 1 mm'den daha az bir bükülme yarıçapı ve kapasitede çok az azalma ile 1.000 döngüden fazla katlanabilirlik ile.
Buna karşılık, mevcut esnek lityum piller yalnızca yaklaşık 25 mm'lik bir bükülme yarıçapına ve 200 Wh / L'den önemli ölçüde daha düşük bir güce sahip olabilir.
0,5 mm kalınlığından daha az olan tekstil lityum pil, geleneksel lityum pillere kıyasla hızlı bir şarj / deşarj özelliğine ve uzun ömre sahiptir.
"PolyU Tekstil ve Giyim Enstitüsü" (ITC) araştırma ekibi tarafından geliştirilen yenilik, Cenevre'deki son "Uluslararası Mucitler Fuarı" nda üç ödül kazandı.
ITC araştırma ekibini yöneten Profesör Zheng Zijian, “Giyilebilir teknoloji, akıllı telefonlardan sonra bir sonraki küresel büyük pazar fırsatı olarak belirlendi. Küresel taşınabilir cihaz pazarı satışlarının yılda yüzde 20'nin üzerinde bir artış göstermesi ve 2024'te 100 milyar dolara ulaşması bekleniyor. "
“Tüm taşınabilir elektronik cihazlar taşınabilir bir güç kaynağına ihtiyaç duyduğundan, tekstil lityum pillerin üretimindeki yeni teknolojimiz sağlık hizmetleri, bilgi-eğlence, spor, havacılık, moda, IoT gibi çeşitli yeni nesil uygulamalar için umut verici bir çözüm sunuyor. mevcut beklentilerimizi bile aşabilecek uygulamalara kadar ”.
Lityum piller, nispeten yüksek enerji yoğunlukları ve uzun hizmet ömürleri nedeniyle şu anda piyasadaki baskın şarj edilebilir pildir. Geleneksel hacimli ağır lityum piller taşınabilir cihazlarda kolayca kullanılamadığından, son on yılda bilim adamları esnek lityum piller geliştirmeye çalıştılar - genellikle akım toplayıcı olarak metal folyolar kullandılar.
Bununla birlikte, enerji yoğunluğu, esneklik, mekanik sağlamlık ve çevrim ömrü gibi eksiklikler, yalnızca PolyU'nun tekstil lityum pilinin geliştirilmesi ile giderilebilir.
PolyU'nun patentli yeni Polimer Destekli Metal Biriktirme (PAMD) teknolojisi, önceden işlenmiş tekstil kumaşlara eşit ve uygun şekilde bakır (Cu) ve nikel (Ni) gibi yüksek iletken metaller uygular. Düşük tabaka direncine ve yüksek yüzey alanına sahip bu tür fabrikasyon metal kumaşlar, bataryada mevcut kollektör görevi görür.
Katot ve anot olarak aktif malzemeler eklendikten sonra, metal kafesler ayırıcı ve elektrolit ile bir tekstil lityum piline entegre edilir.
ITC ekibi tarafından yapılan laboratuar testleri tekstil lityum pilinin deformasyon altında son derece yüksek mekanik stabiliteye, dayanıklılığa ve güvenliğe sahip olduğunu gösterdi.
Pil art arda yarı katlandığında, farklı açılarda döndürüldüğünde veya serbestçe buruşulduğunda, voltaj penceresi değişmeden kalır. 1000 bükme testleri hakkında, pilin düşük kapasite düşüşüyle bükülebileceğini göstermiştir.
Sürekli çekiçleme, makasla kesme ve çivi ile delmeyi içeren güvenlik testleri, pilin elektronik bileşenler için yangın veya patlama riski olmadan kararlı çıkış sağlayabildiğini göstermiştir. Araştırma raporu "Nature Communications" da yayınlandı.
Hong Kong Politeknik Üniversitesi
